Control Panel für Workshop (2 / 8 schritt)

Schritt 2: Aktuelle Maßeinheit

Dies ist das Modul, das gibt mir Feedback über die Strömungen, die die Last auf der Durchreise sind. Die Methode, die ich verwendet, um diese Messungen ist die einfachste: Hinzufügen eines Shunt-Widerstands in Serie, und Messen Sie die Spannung über es. Es gibt viele Schaltungen über Strommessung im Internet, nahm ich dies, weil ich dachte, hinzufügen, dass einige fancy Sensor nur für dieses Projekt komplizieren würde. Allerdings habe ich jetzt, dass es bereit ist, und ich sehe, welche Maßnahmen, zu sagen, ich könnte mehr zufrieden damit sein. Wechsel zu besseren Komponenten (Schiene auf die Op-Amp, z. B. Schiene) würde wahrscheinlich Präzision erhöhen. Ich habe einige Fotos mit einer Testmessung gemacht, der Unterschied ist ziemlich bedeutend, 38 mA.

Das Herzstück der Messung ist es der LM324 Quad Operationsverstärker. Die Op-Amps drin (wollen) Skala der Spannung zu lesen, auf die Shunt-Widerstände, die Spannung, die vom ADC meines Prozessors gelesen werden können. Das bedeutet, ein verstärkendes Modul hinzugefügt werden muss.

Zunächst müssen wir wissen, einige Details über unsere Stromversorgung, wie der maximale Ausgangsstrom an einem bestimmten Ausgang. Zum Glück, die PSU-s ich besitze, hatten diese auf dem Gehäuse aufgedruckt: 12V @ 2,5 A und 5V @ 15A. Das es geregelt, galten die maximale Ströme 2,5A und 15A, betragen. Ich hatte einige 20W 0.1R Widerstände rumhängen, habe ich beschlossen, diese zu nutzen.

Mal sehen, die Berechnungen für die 5V aktuelle sensing Teil:
Uout = 5V; IMAX = 15A; RS = 0.1R;

Der maximale Strom, der jemals durch diesen Widerstand gehen könnte, ist 2,5A. Nach Ohm Recht wird die maximale Spannung drauf 15 * 0,1 = 1,5 v. Wir müssen jetzt zu skalieren, die auf 5V, die beste Auflösung erhalten, so werden wir es um 5 verstärken / 1,5 = 3,33.
Wir suchen die Gain-Formel von der Op-Amp (Shunt-Spannung ist auf den nicht invertierenden Eingang des Op-Amp), die:
VO = Vs * (1 + (Rf / Ri))

Also, wenn wir eine Verstärkung von 3,33, unsere Rückführwiderstand suchen / Eingang Widerstand Verhältnis 2,33 muss. Mit anderen Worten sollte Rf Ri * 2.33. Ich habe eine 22K und 10K Widerstand für diesen Job. Basierend auf diesen Berechnungen, wird die maximale jemals gemessene auf dem ADC-Eingang 1,5 * 3.2 = 4.8V sein. Wir haben also bei 4.8V auf dem ADC, 15A fließen.
Berechnen Sie nun die Auflösung des ADC-Modul:
5 / 1024 = 0.004882;
Das gibt uns 983 Stufen zwischen 0 und 4.8V.
15a / 983 = 15.25 mA, dies ist der minimale Strom wir mit unserem Setup messen. Die aktuellen Messwerte werden mehrere davon.

Jetzt lassen Sie uns das gleiche für die 12V Ausgang zu tun:
Uout = 12V; IMAX = 2,5A; RS = 0.1R;

Der maximale Strom durch Rs ist 2,5A. Die maximale Spannung drauf werden 2,5 * 0,1 = 0,25V. Will man auf 5V skalieren (Prozessor maximale Spannung), wir müssen es durch verstärken: 5 / 0,25 = 20.
Auch hier gilt: Vo = Vs * (1 + (Rf / Ri)), so unsere Rückführwiderstand 19 Mal größer, als der Eingang Widerstand sein muss. Eine Rückführwiderstand von 51k und ein Eingang Widerstand von 2,7 k geben mir ein ziemlich nahe 18.88 Gewinn. Gibt es wohl eine bessere Partie für dies, ich lief nur die Zahlen auf etwas häufiger Widerstände.
Der maximale Ausgang ADC werden 18.88 * 0,25 = 4, 72V. Die Auflösung wird in diesem Fall besser sein: 2,5A / 966 = 2,58 mA.

Ich habe nicht Messmodulen für die negative Energieversorgung Schienen, musste ich einfach keine Op-Amps links. Hinzufügen, die später ist einfach, ich berechne die Widerstände und kümmern uns um die Shunt-Spannung auf der Umkehrung Pin setzen.
Eine einfache schematische Darstellung des wie ein Shunt sollte an den Stromkreis angeschlossen werden, wird auf meiner Zeichnung angezeigt.

Sobald wir die Schaltpläne getan haben, haben wir eine PCB-Design zu machen. Früher habe ich Altium Designer, das ist das ich am besten kennen, da das Schema war ziemlich einfach, ich in etwa einer halben Stunde fertig. Der Op-Amp und die Feedback-Schleife-Widerstände sind Surface-Mount-Geräte sind die Schraubklemmen und die Leistungswiderstände Durchgangsbohrung. Stellen Sie sicher, dass Sie die Op-Amp auf der Oberseite setzen, so bekommt man eine gespiegelte PCB am Ende nicht.
Altium kann durch eine "Output Job" Datei ins PDF-Format exportieren. Ich die Skalierung um 1:1 zu sein, ich nahm aus dem Maschinenbau, Siebdruck und halten-Out Schichten, und machte die Ausfuhr. Sie müssen darauf achten, Sie wählen den "Dialog"Seite einrichten "" Skalierung Option, wenn Sie klicken Sie auf generieren.

Nur eine kurze Beschreibung über die Herstellung die Platine ist:
-Drucken Sie das Kunstwerk auf Transferfolie oder glänzendes Papier (in der Regel ich Rippen diese aus Zeitschriften)
-Reinigen Sie die Platine (und schneiden, aber dies erfolgen kann, nach das Ätzen erfolgt)
-Das Kunstwerk über die PCB und schmelzen den Toner auf die Leiterplatte mit einem Bügeleisen oder einen Laminator
-Waschen Sie das Papier mit warmem Wasser
-setzen Sie das Board in das Ätzmittel und warten auf das Kupfer entfernt gegessen werden

Montieren Sie die Komponenten an Bord, beginnend mit dem mit dem niedrigsten Profil. Testen Sie das Board durch die Messung der Spannung am Op-Amp Ausgänge während Ströme durch den Shunt-Widerstände fließen.